Summary

安定した二環性 Aziridinium イオンと開環の Azaheterocycles の合成のための準備

Published: August 22, 2018
doi:

Summary

2-[4-tolenesulfonyloxybutyl] から生成された 1 azoniabicyclo [4.1.0] ヘプタン開発など二環性 aziridinium イオン置換多官能ピペリジン、レジオ ・立体特異的で azepanes の準備のため利用したアジリジンさまざまな求核剤とリング拡張。この非常に効率的なプロトコルでは、fagomine、febrifugine アナログ balanol など自然の製品を含む多様な azaheterocycles を準備することができました。

Abstract

二環性 aziridinium イオンはアジリジン環の窒素原子によって内部の求核攻撃により適切な去るグループの除去によって生成されました。二環性 aziridinium イオン、特に 1 azoniabicyclo [3.1.0] ヘキサンとアジリジン リングの開口部に対応する生成する環のひずみのリリースで求核剤で強調表示された 1 azoniabicyclo [4.1.0] ヘプタン開発のユーティリティリング拡大ピロリジン、ピペリジン、レジオ ・立体特異的にリングに様々 な置換基を持つ azepane など azaheterocycles。症例ピペリジンと azepane を生成する選択的環橋またはブリッジヘッドの炭素に求核攻撃によって開く続いて安定 1-アザビシクロ [4.1.0] ヘプタン開発の準備のための簡単で便利な方法リング、それぞれ。この合成の戦略では、非常に効率的な方法で sedamine、allosedamine、fagomine、balanol を含むピペリジンと azepane のモチーフを含む生物活性天然物を準備することができました。

Introduction

3 員環の環状化合物、アジリジン シクロ プロパンと様々 な含窒素環状および鎖状化合物1,2,3を開環を余裕のオキシランと同様リングひずみエネルギーを持っています。ただし、特性とアジリジンの反応がリング窒素の置換基に依存します。アジリジン リング窒素4、電子グループで任意の追加の活性化試薬なし着信求核剤と反応する活性化「活性アジリジン」と呼びます。その一方で、窒素に置換基の電子供与と「アジリジンの非活性化」は非常に安定して、求核剤に不活性 (図 1 a)5,と aziridinium イオンとしてアクティブ化しない限り、6,7します。 非アクティブ アジリジンの開環アジリジン、アジリジン リングと着信の求核剤をアクティブに求電子剤の C2 と C3 の炭素に置換基などさまざまな要因によって異なります。分離・ aziridinium イオンの同定は、求核試薬による開環反応の方の高い反応のため不可能ですが、その形成と特性が非求核カウンターの陰イオンの分光学的観察されました。5,8,9,10. 位置および立体選択的適切な求核剤によるイオンの aziridinium の開環反応をもたらす窒素含有非環式貴重な分子 (PPii)5 6,7,8,9,10

同様に、二環性 aziridinium イオン (b)、おそらく残してグループの取り外しでリング分子内ファッション (図 1 b) のアジリジンの窒素の求核攻撃によって生成されます。その後、この中間体環のひずみのリリースを介して着信求核剤でリング拡張を経る。形成と二環性 aziridinium イオンの安定性置換基、リング、及び溶媒中9のサイズなどの多くの要因に依存しています。レジオ ・ アジリジン環拡大の立体選択性は初期基板の置換基の性質と応用求核剤の特性に依存した、合成ユーティリティの極めて重要な側面です。

初期の研究では、1 azoniabicyclo の準備に成功した [3.1.0]hexane 開発b (n = 1)、ピロリジン、ピペリジンの形成につながったその後リング拡張 (Piiiiv Pn= 1、図 1)8。二環性 aziridinium イオン化学に関する私たちの継続的研究の一環として述べる本 1 azoniabicyclo の形成 [4.1.0]heptane 開発b (n = 2) 代表的な例として。これが準備された 2-(4-toluensulfonyloxybutyl) からアジリジンとそのリング拡張された貴重なピペリジンと azepane 余裕を求核剤でおり (PPii、n = 2、図 1) と様々 なリング11基。リング拡大体アジリジン 4-[(R)-1-(R)-1-phenylethyl)aziridin-2-yl]butan-1-ol (1) 生物学的構築に適用される置換 azaheterocycles の不斉合成の結果ピペリジン及び azepane スケルトンとアクティブな分子。この合成のプロトコルは、自然を含むより複雑な分子を単純な 2 cyanomethylpiperidine 5 f, 2 acetyloxymethylpiperidine 5 hと 3 hydroxyazepane 6 jに至る様々 な化合物の適用されています。fagomine (9)、febrifugine アナログ (12) 光学的に純粋なフォーム11balanol (15) などの製品。

Protocol

1. (6R) の合成-1-[(R)-1-Phenylethyl)-1-Azoniabicyclo [4.1.0] ヘプタン開発 (4) 4-(R) の合成-[1-(R)-1-フェニルエチル) aziridin-2-イル] ブチル 4 methylbenzenesulfonate (2) 4-[(R)-1-(R)-1-phenylethyl)aziridin-2-yl]butan-1-ol (1)12 (0.46 ミリ モル、1.0 当量)、トリエチルアミンの 140 μ L の 100 mg を追加 (Et3N、1.0 ミリ モル、2.2 当量) と 25 mL のオ?…

Representative Results

反応 4-[(R)-1-(R)-1-phenylethyl)aziridin-2-yl]butan-1-ol (1)12 p- トルエンスルホン酸と CH2Cl2 1.0 h 室温でのトリエチルアミンをもたらした、(4-tosyloxybutyl) アジリジン2 96% に対応する 2-11が得られます。1CD3異なる時間間隔で CN の化合物2の H NMR (400 MHz) スペク…

Discussion

ピペリジン azepane は、多くの命を救う薬や抗生物質様々 な生理活性天然物16を含む 2 つの最も豊富な azaheterocycles。ピペリジン体 (5) と多様な置換基を持つ azepane (6) の両方にアクセスするために我々 entiopure 2-(4-hydroxybutyl) から 1 azoniabicyclo [4.1.0] ヘプタン開発の形成を通じて効率的な合成法の開発aziridne 橋またはブリッジヘッド炭素位置特異的求核攻?…

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

この仕事に支えられ、韓国国立中央研究財団 (NRF 2012M3A7B4049645 と韓国外国語大研究基金 (2018 年)。

Materials

Thin Layer Chromatography (TLC) Merck 100390
UV light Sigma-Aldrich Z169625-1EA
Bruker AVANCE III HD (400 MHz) spectrometer Bruker NA
JASCO P-2000 JASCO P-2000 For optical rotation
High resolution mass spectra/ MALDI-TOF/TOF Mass Spectrometry AB SCIEX 4800 Plus  High resolution mass spectra
(2R)-1-[(1R)-1-Phenylethyl]-2-aziridinecarboxylic acid (–)-menthol ester, 98% Sigma-Aldrich 57,054-0
(2S)-1-[(1R)-1-Phenylethyl]-2-aziridinecarboxylic acid (–)-menthol ester Sigma-Aldrich 57,051-6
Triethylethylamine DAEJUNG 8556-4400-1L CAS No: 121-44-8
Dichloromethane SAMCHUN M0822-18L CAS No: 75-09-2
p-Toluenesulfonic anhydride Sigma-Aldrich 259764-25G CAS No: 4124-41-8
n-Hexane SAMCHUN H0114-18L CAS No: 110-54-3
Ethyl acetate SAMCHUN E0191-18L CAS No: 141-78-6
Sodium sulfate SAMCHUN S1011-1kg CAS No: 7757-82-6
Acetonitrile-d3 Cambridge Isotope Laboratories, Inc 15G-744-25g CAS No: 2206-26-0
Acetonitrile SAMCHUN A0127-18L CAS No: 75-05-8
1,4-Dioxane SAMCHUN D0654-1kg CAS No: 123-91-1
Sodium hydroxide DUKSAN A31226-1kg CAS No: 1310-73-2
Sodium acetate Alfa Aesar 11554-250g CAS No: 127-09-3
Lithium aluminum hydride TCI L0203-100g CAS No: 16853-85-3
Tetrahydrofuran SAMCHUN T0148-18L CAS No: 109-99-9
Sodium azide D.S.P 703301-500g CAS No: 26628-22-8
Cesium fluoride aldrich 18951-0250-25g CAS No: 13400-13-0
Tetrabutylammonium bromide aldrich 426288-25g CAS No: 1643-19-2
Sodium iodide aldrich 383112-100g CAS No: 7681-82-5
Sodium cyanide Acros Organics 424301000-100g CAS No: 143-33-9
Sodium thiocyanate aldrich 467871-250g CAS No: 540-72-7
Sodium methoxide aldrich 156256-1L CAS No: 124-41-4
Benzylamine Alfa Aesar A10997-1000g CAS No: 100-46-9
Phenol TCI P1610-500g CAS No: 108-95-2
Sodium benzoate Alfa Aesar A15946-250g CAS No: 532-32-1
Chloroform-d Cambridge Isotope Laboratories, Inc DLM-7TB-100S/16H-239, 100g CAS No: 865-49-6
Dimethyl sulfoxide-d6 Cambridge Isotope Laboratories, Inc DLM-10-25, 25g CAS No: 2206-27-1
Methanol SAMCHUN M0585-18L CAS No: 67-56-1
Ninhydrin Alfa Aesar A10409-250g CAS No: 485-47-2
Phosphomolybdic acid hydrate TCI P1910-100g CAS No: 51429-74-4
p-Anisaldehyde aldrich A88107-5g CAS No: 123-11-5

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Cite This Article
Yadav, N. N., Ha, H. Preparation of Stable Bicyclic Aziridinium Ions and Their Ring-Opening for the Synthesis of Azaheterocycles. J. Vis. Exp. (138), e57572, doi:10.3791/57572 (2018).

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